“打！”沈泉从喉咙深处发出一声嘶哑的咆哮。
骡马道上的六挺轻机枪同时开火。子弹从将近四丈高的崖壁上以近乎垂直的角度倾泻而下，打在铁路路基和路基外侧的浅沟里。趴在浅沟里的鬼子被从上往下打的子弹打得连头都抬不起来——浅沟的设计是用来防御水平方向火力的，对头顶上打来的子弹完全没有任何遮挡作用。子弹打在浅沟里的碎石上溅起的跳弹在沟里来回弹射，形成了恐怖的二次杀伤。没有被第一波弹雨打中的鬼子试图从浅沟里爬出来往崖壁底部的凹陷处跑，但崖壁底部离浅沟还有十来步的空旷地带，这十来步没有任何遮掩。沈泉安排在平台两端的轻机枪交叉火力将这十来步的空旷地带变成了死亡走廊——冲过去的人没有一个能活着跑到崖壁底部。
与此同时，投弹手们将第一批手榴弹甩了下去。二三十颗手榴弹从骡马道边缘翻滚着落向铁路路基，在空中拖着一道道白色的拉火烟迹。手榴弹在路基上和浅沟里同时炸开，弹片和碎石混在一起呈扇面往四周泼洒，爆炸的冲击波将几个趴在路基边缘的鬼子掀飞出去滚进了深沟，惨叫声从沟底传上来又被下一波爆炸声淹没。鬼子的先头小队在第一轮火力打击下就损失了大半，剩下的人被压在浅沟里连还击都做不到——他们的步枪和轻机枪需要水平或仰角射击才能打到骡马道，但沈泉的火力配置完全是居高临下的俯角射击，鬼子用正常据枪姿势根本抬不到那么高的角度，必须把枪口几乎竖直往上举才能勉强打到骡马道边缘，但这样的射击姿势没有任何精度可言。
鬼子的主力部队在遭遇伏击后迅速做出了反应。大队长是一个叫松本的少佐，四十多岁，参加过太原会战的老兵。他在听到第一声枪响时就知道中了埋伏，但没有下令撤退——因为他判断不清伏击的规模有多大，如果贸然后撤可能把整个大队的侧背暴露给敌人。他做了一个在常规伏击战中正确的决定：让部队就地展开反击，同时让后卫中队快速推进到受袭区增援，企图用兵力密度压倒伏击方的火力。但他这个决定在常规地形下是正确的，在黑石崖却是致命的——铁路路基的狭窄空间决定了越往前增兵，人员密度越大，死伤就越惨重。
松本下令后卫中队全速前进增援先头部队。后卫中队的鬼子端着步枪沿铁路路基跑步前进，靴底踩在枕木上发出密集的咚咚声。他们刚跑到黑石崖中段入口的位置，沈泉的迫击炮打了第一轮拦阻射击。两发炮弹从骡马道后方的石窝里飞出来，在空中画了两道低矮的抛物线，精准地落在后卫中队跑步前进的路基正前方。轰隆两声，炮弹在鬼子密集的队列中炸开，弹片将最前面一排鬼子同时扫倒，后面的人收不住脚撞在前排倒下的人身上，整条跑步前进的队列在弯道处挤成了一团。
与此同时，王怀保在三营二连的阵地上听到了黑石崖中段传来的密集枪声和爆炸声。他不需要等信号弹——枪声就是信号。他朝身后吹了一声尖锐的铜哨，挥了一下手，马长河的二连从铁路路基外侧的排水沟里同时跃起，沿着铁路线往黑石崖中段猛插。一炷香之内跑完三里山路，战士们的绑腿在爬那段被滑坡冲毁的豁口时被碎石划破了，腿上全是血痕，但没有一个人停下来处理。马长河第一个冲过豁口，回头拽了一把后面跟上的战士，两个人同时跳下豁口落在黑石崖中段的铁路路基上。紧接着，越来越多的人从豁口翻过来，在路基上迅速展开战斗队形，将松本大队的后卫中队堵在了黑石崖中段与南侧山口之间的狭窄地带。
王怀保在听到后方响起的枪声时做了一个额外的决定——他判断松本大队的兵力密度比战前预估的更大，两个连的堵截兵力可能不够。他立刻命令留在南侧山口制高点的一连派一个排下山，从山口正面插入黑石崖，加强堵截力度。一连副连长带着这个排从废渣堆上冲下来，沿着铁路线从南侧山口往黑石崖中段方向压。他们推进到距离山口大约一里地时与鬼子的一个后卫小队撞上了——这个小队是松本留在山口附近做后卫警戒的，一直守在山口外侧没有随主力进入伏击圈。双方在山口内侧的铁路弯道上撞了个面对面，距离不到二十步。一连副连长没有下令开枪——双方距离太近，打起来就是互相消耗。他让人往弯道对面的鬼子阵地甩了三颗手榴弹，趁着爆炸的烟雾带着全排冲上去拼了刺刀。鬼子的后卫小队被手榴弹炸蒙了，还没从烟雾里看清人影，刺刀已经到了胸口。拼刺刀是独立团步兵的看家本事，一连副连长一个人捅了两个鬼子，刀尖捅穿了第一个鬼子的腹部，拔出来的时候带着一截肠子，他甩掉刀刃上的血又捅向第二个。全排在三分钟之内解决了战斗，击毙了十几个鬼子残兵，俘虏了一个被刺刀捅伤大腿的鬼子伤兵，自己这边伤了两个。
黑石崖中段的战斗在二营和三营前后夹击之下达到了白热化。松本大队的中段主力被沈泉从头顶上持续倾泻的机枪火力和手榴弹打得尸横遍野，铁路上到处是倒毙的鬼子尸体和丢弃的枪械